DE2918216A1

DE2918216A1 - METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING

Info

Publication number: DE2918216A1
Application number: DE19792918216
Authority: DE
Inventors: Robin Leslie Mason; Peter Brian Smith
Original assignee: Fram Europe Ltd
Current assignee: Fram Europe Ltd
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1979-05-05
Publication date: 1979-12-13
Also published as: NL7903608A; IT7967964A0; JPS553892A; GB2022433A; AU4682479A; FR2425259A1

Description

Patejntanwäjle Dipl."Ing. Joachim StraSSe MünchenPatejntanwäjle Dipl. "Ing. Joachim Strasse Munich

SHZT Dr. Hans-Herbert Stoff regen HanauSHZT Dr. Hans-Herbert Stoff rain Hanau FRAM EURUPE LIMITED 4. Maf 1979FRAM EURUPE LIMITED 4th Maf 1979 Uantrlsant, Pontyclun, 11 848Uantrlsant, Pontyclun, 11 848

Mid Glasmorgan Wales, GroßbritannienMid glass organ Wales, UK

Verfahren und Vorrichtung zum TrennenMethod and device for separating

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Trenntechnik, insbesondere ein vollkommenes oder teilweise Trennen einer flüssigen Mischung zweier unvermlschbaren Komponenten.The present invention relates to a separation technique, in particular a complete or partial separation of a liquid Mixture of two indelible components.

Einheiten mit Filter, auf denen sich etwas ansammelt, haben In der gesammten Technik ein breites Anwendungsfeld. Eine besonders wichtige Anwendung finden derartige Filtereinheiten beim Entfernen kleiner Wassermengen aus Brennstoffen und insbesondere aus Flugzeug-Treibstoffen. Es besteht die Absicht, mit diesen Einheiten die verbleibende Restwassermenge so zu reduzieren, daß sie 15 ppm nicht übersteigt.Have units with filters on which something accumulates A broad field of application in the entire technology. Such filter units find a particularly important application when removing small amounts of water from fuels and especially from aircraft fuels. The intention is to reduce the remaining amount of water with these units so that it does not exceed 15 ppm.

Herkömmliche Filtereinheiten dieser Art bewirken die Wasserreduzierung in zwei Stufen. In einer ersten Stufe wird die Flüssigkeitsmischung, die auch Schmutz oder andere Verunreinigungen enthalten kann, durch eine erste Filterstufe hindurchgeleitet, die eine oder mehrere Filterpatronen, zumeist zylin- ^₃ drischer Form, aufweist, und durch welche die Flüssigkeit ent- ° weder von innen nach außen oder von außen nach innen hfndurchoo geht. Die Filterung selbst findet hierbei durch Oberflächen-Conventional filter units of this type effect the water reduction in two stages. In a first stage, the liquid mixture may also contain debris or other impurities, is passed through a first filter stage having one or more filter cartridges, generally cylindri- ^ ₃ drischer shape, and through which corresponds the liquid ° either from the inside to the outside or from the outside to the inside hfndurchoo goes. The filtering itself takes place here through surface

_o filtei—Medien, wie gefaltetes Papier und/oder durch mit ihrer ^ Tiefe wirkende Filtermedien wie Glasfasern, statt. Die erste _o filtei — media, such as folded paper and / or through filter media that act with their ^ depth, such as glass fibers. The first ^cn Filterstufe dient hierbei nicht nur dazu, um Schmutz oder ^cn filter stage is not only used to remove dirt or

so andere grobe Verunreinigungen zu entfernen, sondern auch schonso to remove other coarse impurities, but also already dazu, um das Vereinigen der diskontinuierlichen Phase einzuleiten. Die teilweise vereinigte gefilterte Mischung passiert dann eine zweite Stufe, welche aus einer oder mehrer Filter-to initiate the merging of the discontinuous phase. The partially combined filtered mixture then passes through a second stage, which consists of one or more filter

Ansammler-Patronen besteht. Sogenannte "Permanent-Stripper"· Patronen werden üblicherweise für diesen Zweck angewendet. Diese "Permanent-Str1pper"-Patronen haben ganz allgemein eine grob perforierte Stützschale und eine hier angeordnete zylindrische Fe InfI Iterflache und beide sind zwischen zwei axial gegenüberliegenden Abschlußkappen angeordnet. Die Stripper-Patronen arbeiten in der Welse, daß der Durchfluß von außen nach innen erfolgt und mutmaß I IcherweI se geht die kontinuierliche Phase durch die FI I tersch i cht und die dIskontInuI I er Iiehe Phase vereinigt sich außen auf der Filterschicht und sammelt sich oder häuft sich an, beispielsweise auf dem Boden des Tanks, in dem die Stripperpatrone angeordnet ist, um anschließend von dort entfernt zu werden.Accumulator cartridges. So-called "permanent strippers" · Cartridges are commonly used for this purpose. These "permanent str1pper" cartridges have very general a roughly perforated support shell and a cylindrical Fe InfI Iterflache arranged here and both are between two arranged axially opposite end caps. the Stripper cartridges work in the catfish that flow takes place from the outside to the inside and I guess it goes continuous phase through the FI I tschi cht and the DISCONTINUI The phase unites outside on the Filter layer and collects or piles up, for example on the bottom of the tank in which the stripper cartridge is arranged, in order to then be removed from there to become.

Die feinmaschige zylindrische Filterflache hat eine Maschenweite, die üb I I ctierwe I se kleiner als 0,5 mm Ist. Im allgemeinen wird die Filterfläche mit Polytetrafluoraethylen (nachstehend immer mit "PFLE" abgekürzt bezeichnet), um den Vereinigungsprozeß zu unterstützen. Das "PFLE" wird als durch nahezu alle Flüssigkeiten unbefeuchtbar abgesehen. Es hat sich nun gezeigt, daß zur Beeinflussung der Durchflußgeschwindigkeit und des Druckes und zur Beeinflussung der Wasserverschmutzung von schweren Ölen, mit PFLE beschichtete FIIterschIchten, die Verunreinigung des Wassers beim Durchlauf des schwerern Öles In der kon-11nuI I er I Ichen Phase günstig unterstützen. Es wurde dabei jedoch festgestellt, daß trotz der fast weltweiten Annahme, die mit PFLE beschichtete Filterschicht In Einrichtungen zur Trennung von Wasser von Flugzeugtreibstoff würde praktisch wesentlich weniger zufriedenstellend wirken bei der Trennung von Wasser, als dies bei der TrennungThe fine-meshed cylindrical filter surface has a mesh size the over I I ctierwe I se is smaller than 0.5 mm. In general the filter surface is made with polytetrafluoroethylene (hereinafter always referred to as "PFLE" for short) to support the unification process. The "PFLE" will as not being wetted by almost all liquids. It has now been shown that to influence the flow rate and pressure and influencing it the water pollution from heavy oils, filter layers coated with PFLE, the pollution of the water when the heavier oil passes through the con-11nuI I he I I support the phase favorably. It was there found, however, that despite the almost worldwide assumption, the filter layer coated with PFLE In facilities to separate water from aircraft fuel in practice seem much less satisfactory when separating water than when separating

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von Wasser von schwerem Öl der Fall ist. Die Wirksamkeit der Trennung von Wasser ist besonders schlecht in relativ feuchten Regionen der Erde und versagt besonders dort, wo mit weniger Sorgfalt waltet, um Verschmutzungen des Flugzeugtreibstoffs durch Feuchtigkeit zu vermeiden. Die Versuche der Rv>melderin haben darüberh I naus gezeigt, daß die besondere Wirksamkeit gewisser mit PFLE beschichteten Filter nicht gezielt genug hergestellt werden können. Die besonderen Wirkungscharakteristika können offensichtlich nicht mit letzter Sicherheit wiederholbar gemacht werden. Die hler beschriebene besondere FMterart, bei der sich auf der Filterschicht das abgetrennte Medium sammelt oder anhäuft und sich hierbei untereinander als Stoff vereinigt, wird Im folgenden als "FiIter-KoaIeszer" bezeichnet.of water from heavy oil is the case. The effectiveness the separation of water is particularly bad in relatively humid regions of the earth and fails particularly there, where less care is taken to avoid contamination of aircraft fuel with moisture. The experiments of the Rv> melderin have also shown that that the particular effectiveness of certain filters coated with PFLE cannot be produced in a targeted enough manner. The special characteristics of the effect can be obvious cannot be made repeatable with absolute certainty. The particular species described earlier in which the separated medium collects on the filter layer or accumulates and thereby unites with one another as substance, is hereinafter referred to as "FiIter-KoaIeszer".

Es Ist versucht worden, den Mechanismus, mit dem die Vereinigung in den bisher üblichen Fi IterkoaIeszern erfolgt, herauszufinden und es Ist nach einer Anordnung gesucht worden, die sowohl gezielt wirksamer gemacht wird als auch In der Betriebsdauer beständiger ist. Das Ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.Attempts have been made to establish the mechanism with which the unification takes place in the previously customary Fi IterkoaIeszern, to find out and an arrangement has been sought which is made both targeted and effective is also more stable in the service life. That is the Object of the present invention.

Der Erfindung liegt die neue Erkenntnis zugrunde, daß das CharakteristIkum von mit PFLE beschichteten Filterschichten weltgehend auf die Eigenschaft von PFLE zurückzuführen Ist, für die meisten in der Praxis anzutreffenden Flüssigkeiten In hohem Maße unbefeuchtbar ist, insbesondere buchstäblich unbefeuchtbar gegenüber Wasser und hler wiederum in hohem Maße gegenüber Wasser in Flugzeugtreibstoffen. Es hat sich ferner überraschenderweise herausgestellt, daß eine erheblich bessere Wirksamkeit zu erreichen Ist, wenn die mit PFLE beschichtete Filterschicht mit einem Material beschichtet Ist, das seinerseits vorzugsweise von der kontinuierlichen Phase aus der bestimmten Mischung von unvermlschbaren Bestandteilen befeuchtbar Ist, von denenThe invention is based on the new knowledge that the characteristic of filter layers coated with PFLE can be traced back to the property of PFLE, for most liquids found in practice To a large extent it is non-wettable, especially literally not moistened with respect to water and, in turn, hler to a high degree Measures against water in aircraft fuels. It has It was also surprisingly found that a Much better effectiveness can be achieved if the Filter layer coated with PFLE with a material Is coated, which in turn is preferably from the continuous phase of the particular mixture of Ingredients that cannot be wetted, of which

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eine df skontfnu I 1-er I Iche Phase durch das oben beschriebene Vereinigen abgetrennt werden soll.a df skontfnu I 1-er I Iche phase through the above Unite should be severed.

Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auch auf efn Verfahren zur vollständigen oder te!!weisen Trennung der diskontinuierlichen Phase aus der flüssigen Mischung zweier unvermlschbarer Bestandteile.Accordingly, the invention also relates to efn Process for the complete or partial separation of the discontinuous phase from the liquid mixture of two indelible ingredients.

Gemäß diesem Verfahren wird die Mischung einer Seite einer Filterschicht, die zumindest auf der Oberfläche ein Material aufweist, das Im wesentlichen bevorzugt von der kontinuierlichen Phase dieser Flüssigkeit angefeuchtet wird, zugeleitet, wobei die stattfindende Befeuchtung zur diskontinuierlichen Phase In Bezug zu setzen ist. Die kontinuierliche Phase gelangt hierbei vollständig durch die Filterschicht hindurch auf die andere Seite, während die diskontinuierliche Phase dazu neigt, auf dieser einen Vorderseite der Filterschicht zu verbleiben und sich dort zu vereinigen.According to this method, mixing one side becomes one Filter layer, which at least on the surface a material which is essentially preferably moistened by the continuous phase of this liquid, the moistening taking place being to be related to the discontinuous phase. The continuous phase here passes completely through the filter layer to the other side, while the discontinuous phase tends to be on this one front side the filter layer to remain and to unite there.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine FI IterkoaIeszei— Vorrichtung, die dazu geschaffen Ist, vollständig oder teilweise einen hydrophilen Bestandteil (beispielsweise Wasser), der die diskontinuierliche Phase elner fIüssI gen Mischung des hydrophilen Bestandteils von einem hydrophoben Bestandteil (beispielsweise Öl), zu trennen. Der F I IterkoaIeszer besteht aus einer In einem Rahmen angebrachten Filterschicht, wobei die Filterschicht zumindest an Ihrer Oberfläche aus einem hydrophoben Material besteht, das im wesentlichen bevorzugt von hydrophoben flüssigen Stoffen befeuchtet wird, wobei die hydrophobe kontInuI er I I ehe Phase dieser Mischung vollständig auf die andere Seite durchlaufen kann, während die diskontinuierliche hydrophile Phase bestrebt ist, auf dieser Vorderseite der FIIterschIcht zu bleiben und sich dort zu vereinigen.The invention also relates to an FI IterkoIeszei— Device that is designed to wholly or partially contain a hydrophilic component (e.g. water), the discontinuous phase of a liquid mixture the hydrophilic component from a hydrophobic component (e.g. oil) to separate. The F I IterkoaIeszer consists of a filter layer mounted in a frame, the filter layer at least on its surface consists of a hydrophobic material that is in the is substantially preferably moistened by hydrophobic liquid substances, the hydrophobic continuous phase this mixture can pass completely to the other side, while the discontinuous hydrophilic phase strives to be on this front side of the filter layer to stay and unite there.

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Ein bevorzugter FMterkoaIeszer besteht aus: Einem Paar axialer Abschlußkappen, einer grob perforierten zylindrischen Stützschale und einer herumangeordneten zylindrischen FIIterschIcht, die zwischen diesen Abschlußkappen angeordnet Ist, so daß die zylindrische Stützschale als Stütze oder Rahmen für die feinmaschige zylindrische FIIterschIcht dient; die feinmaschige FIIterschIcht Ist mit einer OberfIächenbeschIchtung aus demjenigen Material beschichtet, das im wesentlichen bevorzugt von hydrophoben (oder olephilen) Materialien, wie beispielsweise öle im Vergleich zu hydrophilen Materlallen, wie beispielsweise Wasser, befeuchtet wird.A preferred FMterkoaIeszer consists of: One Pair of axial end caps, one roughly perforated cylindrical support shell and one arranged around it cylindrical filter layer, which is arranged between these end caps, so that the cylindrical Support shell as a support or frame for the fine-meshed cylindrical filter layer is used; the fine-meshed one The filter layer is finished with a surface coating coated that material which is essentially preferred from hydrophobic (or olephilic) materials, such as oils versus hydrophilic ones Materlallen, such as water, is moistened.

In bevorzugter Ausführungsform besteht die feinmaschige FI Iterschicht aus einem synthetischen Kunststoffmateria I, wie zum Beispiel Nylon, das mit einer überkreuz liegenden S I I Ikon-HarzschIcht versehen Ist. Die Beschichtung kann aus organischem Polyslloxan, das durch ein metallisches organisches Salz katalysiert worden ist, bestehen.In a preferred embodiment, there is the fine-meshed FI iter layer made of a synthetic plastic material I, such as nylon, which is provided with a crossed S I I Ikon resin layer. The coating can be made of organic polyslloxane, which is replaced by a metallic organic salt has been catalyzed.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Zeichnung.Further details, features and advantages result from the following description of the drawing.

Es zeigen:Show it:

FIg. 1 einen Axia I te I I sehnitt durch ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Fi Iter-KoaIeszers, der gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,FIg. 1 an Axia I te I I see through a Preferred embodiment of the filter-KoaIeszer, which is constructed according to the present invention,

Fig. 2 bzw. 3 ein Querschnitt bzw. eine Draufsicht eines Ausschnitts des Filters Im stark vergrößerten Maßstab.2 and 3, respectively, show a cross section and a plan view of a section of the filter On a greatly enlarged scale.

Flg. 4 eine graphische Darstellung des Unterschiedes zwischen dem Stand der Technik und der Erfindung undFlg. Figure 4 is a graph showing the difference between the prior art and the invention and

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Fig. 5 einen Aufriß, teilweise als Ansicht einer Filtereinheit Im Ganzen.Fig. 5 is an elevation, partly in view, of a filter unit as a whole.

Der. in Figur 1 dargestellte, zwischen axialen Abschlußkappen, von denen nur eine In der Zeichnung dargestellt Ist, angeordnete FIIterkoaIeszer weist ein Paar verhältnismäßig grobmaschige, zylindrische Stützschalen 1 und auf. Die Abschlußkappe, (die allgemein mit 3 in Flg. 1 bezeichnet wird) kann aus einer Abschlußkappe aus dualgehärtetem Elastomer bestehen, In welcher die Schalen 1 und 2 In einem ersten Elastomer, das die eigentliche Abschlußkappe bildet, abgedichtet sind, wobei eine aus einem Elastomer mit geringerer Härte bestehende Abdichtung auf dem Ende der ei gent I Ichen AbschIußkappe Integral mit ihr ausgeformt 1st.Of the. shown in Figure 1, between axial end caps, of which only one is shown in the drawing, arranged FIIterkoaIeszer has a pair proportionally coarse-meshed, cylindrical support shells 1 and on. The end cap (which is generally marked 3 in Flg. 1 can be made from an end cap made of dual-hardened Elastomer consist, in which the shells 1 and 2 In a first elastomer, which is the actual End cap forms, are sealed, one from an elastomer with a lower hardness existing seal on the end of the own Ichen closing cap integral with you are formed.

In Abänderung kann, wie dargestellt, die Abschlußkappe einen ringförmigen Meta I IkanaIabschnItt 4 aufweisen, In we I ehern dIe StützschaI en 1 und 2 aufgenommen und In einer Abdichtung oder Dichtungsfläche 5, die im KanaIabschnItt an Ort und Stelle Im KanaIabschnitt 4 ausgeformt 1st, festgehalten werden. Eine äußere Abdichtung 6 ist, wie dargestellt, auf dem Meta I IkanaIabschn1tt befestigt, damit der F I IterkoaIeszer zu einer mit ihm zusammen arbeitenden Passung innerhalb eines Tanks wie beispielsweise dem Tank 7 aus FIg. 5 als Abdichtung befestigt werden kann. Eine feinmaschige, zylindrische FIIterschIcht 8 Ist gegen die äußere zylindrische Schale befestigt und wird von Ihr abgestützt. Die FI IterschIcht kann in Abänderung von der Stützschale 2 durch ein zwischen· liegendes Abstandseiament wie es In der britischen Anmeldung Nr. 18317/78 beschrieben wird, abgetrennt werden.Alternatively, as shown, the end cap have an annular meta I IkanaI section 4, In We have added the support shells 1 and 2 and in one Sealing or sealing surface 5, which in the channel section Molded in place in channel section 4, be held. An outer seal 6 is, as shown, attached to the meta I IkanaI section, with it the F I IterkoaIeszer to one with him working fit within a tank such as the tank 7 from FIG. 5 as a seal can be attached. A fine-meshed, cylindrical one FIIterschIcht 8 is against the outer cylindrical shell attached and supported by it. The FI iterschIcht can in modification of the support shell 2 by an intermediate spacer as it is in the British application No. 18317/78 is described, are separated.

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Bisher war es die allgemeine Praxis, die feinmaschige ' Filterschicht 8 aus feiner mit PFLE beschichteter Stahlgaze herzustellen. Vor der Einführung der mit PFLE beschichteten feinmaschigen Stahlgaze-Anordnung wurde üblicherweise als "Abstreif-" oder "Trenn-"EIement einer FiIterkoaIeszer-Einheit (d.h. als zweites Element, wobei das erste Element als Primärfilter oder Koaleszer bezeichnet wird) eine auswechselbare Patrone, die aus einem Filterpapier mit leichter SiI Ikon-Imprägnierung, um das Filterpapier wasserabstoßend zu machen, besteht, verwendet. Heutzutage Ist die mit PFLE beschichtete feinmaschige Stahlgaze fast vollständig durch die Anordnung mit Silikon imprägniertem Filterpapier ersetzt worden, da mit ihr das, was als "permanente" Installation betrachtet werden kann, zur Verfügung gestellt wird. Es besteht vermutlich nicht die Notwendigkeit, den Fllterkoaleszer auszutauschen.So far it has been the general practice to use the fine-meshed ' Produce filter layer 8 from fine steel gauze coated with PFLE. Before the introduction of the PFLE-coated fine-mesh steel gauze arrangement usually called a "stripping" or "separating" element FiIterkoaIeszer unit (i.e. as a second element, where the first element is referred to as the primary filter or coalescer) a replaceable cartridge that consists of a filter paper with a light SiI Ikon impregnation, to make the filter paper water-repellent, is used. Nowadays the one coated with PFLE fine-meshed steel gauze almost completely replaced by the arrangement of filter paper impregnated with silicone because it provides what can be viewed as a "permanent" installation. It there is probably no need to replace the filter coalescer.

Es haben sich jedoch bei der mit PFLE beschichteten StahIgazen-Anordnung, wie zuvor erwähnt, Nachteile herausgestellt, insbesondere, wenn versucht wird, solche FiIterkoaIeszer zum Testen gemäß den Testbedingungen des amerikanischen Petroleuminstituts vorzulegen.However, the PFLE-coated Steel mesh arrangement, as previously mentioned, disadvantages exposed, especially when attempting such FiIterkoaIeszer for testing according to the test conditions of the American Petroleum Institute.

Die bevorzugte feinmaschige, zylindrische Filterschicht 8 wird aus synthetischem Plastikmaterial, geeigneterweise Nylon, das mit einer über Kreuz liegenden Silikon-Harzschicht an Ort und Stelle versehen ist, hergestellt. Es kann jegliches geeignete und vorzugsweise lufttrocknende Silikon, das wasserabstoßend Ist, verwendet werden. Solche Materialien sind leicht zugänglich und werden häufig zur Imprägnierung von Textillen benutzt. Als Beispiel für die geeignetsten Materialien wird das Dow Corning 2202 A Silikon Fl η Ish-MltteIThe preferred fine-meshed, cylindrical filter layer 8 is made of synthetic plastic material, suitably Nylon covered with a criss-cross silicone resin layer is provided in place. Any suitable and preferably air-drying silicone, that is water repellent can be used. Such materials are easily accessible and are often used for impregnation used by textiles. As an example of the most suitable Materials is the Dow Corning 2202 A silicone Fl η Ish-MltteI

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—e- Ai —E- Ai

und die Dow Coming - 75 - Emulsion genannt. Diese Ist ein organisches Polyslloxan und kann durch ein metallorganisches Salz katalysiert werden. Ein hierfür geeigneter Katalysator wird von "Dow Corning" als "Catalyst 62" vertrieben. Die oben erwähnten Si I Ikon-Materla I I en können bei Raumtemperatur verarbeitet werden. Sie werden dann an der Luft getrocknet und bilden hierbei eine kreuzweise Struktur. Es hat sich gezeigt, daß gute adhesive und koheslve Kräfte zwischen der Beschichtung und dem Nylonsubstrat entstehen.and called the Dow Coming - 75 - emulsion. This is an organic polysiloxane and can be replaced by an organometallic Salt catalyzed. A catalyst suitable for this is known by "Dow Corning" as "Catalyst 62" expelled. The above-mentioned Si I Ikon Materla I I s can processed at room temperature. You will then contact dried in the air and form a cross Structure. It has been found that good adhesive and cohesive forces exist between the coating and the nylon substrate develop.

Es darf angenommen werden, daß die Verwendung von Stoffen, die den zuvor abgewendeten S I I IkonImprägnaten ähnlich sind, mit ersetzbaren Papierelementen anstelle der PFLE-Beschfchtung auf einer felnzyMndrI sehen FIIterflache nur einen kleinen Fortschritt darstellen würde. Dem ist aber nicht so. Überraschenderwelse hat es sich herausgestellt, daß die Ausführungsform des FIIterkoaIeszers gemäß der vorliegenden Erfindung (insbesondere diejenigen mit der bevorzugten silikonbeschichteten Nylonfilterschicht) anstelle von sonst identischen Ausführungsformen des Filterkoaleszers mit PFLE beschichtetem Stahl als Filtersieb eine erhebliche Verbesserung bringt. Um dies zu verdeutlichen, sind Versuchsergebnisse unter Verwendung einer besonderen Filterpatrone, die mit der Typenbezeichnung CS 9482 belegt Ist, In der graphischen Darstellung gemäß Flg. 4 dargestellt.It can be assumed that the use of substances which are similar to the previously averted S I I IkonImprägnaten, with replaceable paper elements instead of the PFLE coating on a felnzyMndrI only one filter surface can be seen would represent small progress. But this is not the case. Surprisingly it turned out that the embodiment of the filter coalescer according to the present Invention (especially those with the preferred silicone-coated nylon filter layer) instead of otherwise identical embodiments of the filter coalescer steel coated with PFLE as a filter sieve brings a considerable improvement. To make this clear are test results using a special filter cartridge with the type designation CS 9482 is occupied, in the graphic representation according to Flg. 4 shown.

Die Flg. 4 stellt eine Graphik dar, in der Wassergehalt (ausgedrückt in Teile pro Millionen) auf der Ausflußseite eines CS 9482 FiIters auf getragen ist. Die Testflüssigkeit bestand aus einem Kerosin für Turbinenflugzeuge, dem 3% Wasser beigemischt war. Zum Vergleich Ist die zweifache der normalen Durchflußrate für eine VergIeIchspatroneThe Flg. Figure 4 is a graph plotting water content (expressed in parts per million) on the outflow side of a CS 9482 filter. The test liquid consisted of a kerosene for turbine aircraft to which 3% water was added. For comparison, this is twice the normal flow rate for a reference cartridge

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der Type CCT5C durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Der mit TEFLON (Warenzeichen Dupont) PFLE beschichtete Filter hat keinen scharfen Abfall in der Durchflußrate. Dies bestätigt die Ansicht, daß hier nicht die Wirkung als echter Koaleszer eintritt: es findet vermutlich weder vom Öl noch vom Wasser her eine Befeuchtung statt. Aufgrund der relativ niedrigen Durchflußrate bei einem 3^-tlgen Wassergehalt Ist anzunehmen, daß ein teflonbeschichtetes Sieb bloß als einfacher Filter wirkt. Mit anderen Worten: kleine Wassertropfen treffen auf das Sieb selbst, prallen unter niedriger Fließgeschwindigkeit ab, und können sich mehr oder weniger durch zufällige Kollision untereinander zu kleinen Wassertropfen ausbilden. Eine gezielte Ansammlung von Wasser findet jedoch nicht statt, Unvermeidlicherweise wird ein Teil der Wasserpart IkeIchen jedoch mit Sicherheit durch das Sieb gelangen und zwar in einem Ausmaß, das mit der Durchflußrate proportional ansteigt. Gemäß einer Testvorschrift des "American Petroleum Institute" bedeuten bereits fünfzehn Teile auf eine Million Im Durchfluß einen Ausfall. Aus der Darstellung ergibt sich, daß das teflonbeschichtete Sieb keinen scharfen Knickpunkt im Bezug auf die Durchflußrate aufweist. Der Test ist mehrmals mit einem und demselben Fi I terkoaIeszer wiederholt worden, und es zeigt sich, daß die Durchflußrate an der das "fünfzehn Teile pro Million Niveau" erreicht wird, von Versuch zu Versuch abweicht und nicht gezielt eingestellt werden kann. Im Gegensatz dazu hat es sich herausgestellt, daß mit einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dieser Punkt sich immer wieder exakt (gemäß Fig. 4 liegt bei einer Durchflußrate von 70) einstellt. Bis zu diesem Knick ist ein kleiner Anstieg Im Wasserdurchlaß festzustellen, der aber stets in genügendem Abstand unter der Grenze vonthe type CCT5C indicated by a dashed line. The one coated with TEFLON (trademark Dupont) PFLE Filter does not have a sharp drop in flow rate. This confirms the view that this is not the effect when a real coalescer occurs: there is probably no humidification from either the oil or the water. Due to the relatively low flow rate at one 3 ^ -tlgen water content It can be assumed that a Teflon-coated sieve acts only as a simple filter. With In other words: small drops of water hit the sieve themselves, bounce off at low flow velocity, and can develop into small water droplets more or less through accidental collisions with one another. One Targeted accumulation of water does not take place, however, inevitably a part of the water part becomes but certainly get through the sieve and that to an extent that increases proportionally with the flow rate. According to a test specification of the "American Petroleum Institute "already means fifteen parts per million in the flow one failure. Out of the Illustration shows that the Teflon-coated screen does not have a sharp break point in relation to the flow rate. The test has been repeated several times with one and the same filter instrument, and it shows that the flow rate is at the "fifteen parts." per million level "is reached, deviates from experiment to experiment and cannot be adjusted in a targeted manner In contrast, it has been found that with a Device according to the present invention this point is always exactly (according to FIG Flow rate of 70). Up to this kink it is to notice a small rise in the water passage that but always at a sufficient distance below the limit of

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fünfzehn Teilen liegt. Am Knick bricht der vereinigende Effekt plötzlich zusammen und ist deshalb ein technisch beherrschbarer Effekt.fifteen parts. The unifying breaks at the bend Effect suddenly combined and is therefore a technically controllable effect.

Im größen Zusammenhang gesehen, könnte die Erklärung für diese Art des Vorganges in der oleophilen hydrophoben Eigenschaft der SfIikonharzbeschIchtung gesucht werden. Kleine Wassertröpfchen werden von der Filterschicht wirksam abgestoßen bis die Fließgeschwindigkeit (und daher der Druck) so groß wird (nahezu das dreifache der normalen FIfeßgeschwindIgke 11), daß der ganze Vorgang zusammenbricht. In einer Veröffentlichung der Selas Company, Philadelphia, Pennsylvania, USA mit dem Titel "Physical seperations of immiscible fluids through porous materials by means, of surface and Interfacial tension" vom Oktober 1943 wird ein Effekt, der eine gewisse Ähnlichkeit mit dem zuvor beschriebenen hat und sich ebenfalls durch verschiedenartige Befeuchtungseigenschaften ergibt, abgehandelt. Insbesondere ist auf Fig. 1 dieser Veröffentlichung auf Seite 9 zu verweisen, In welcher aufgezeigt wird, wie die Mechanik von Oberflächen- und Zwischenflächenspannung beim Trennen der unvermlschbaren FIüssIgkeitsphasen über dem kritischen Druckzusammenbricht. Seibstverstandllch befaßte sich die Selas Company mit porösen Materialien, wie beispielsweise Gips, Glas und Porzellan (die hydrophil sind) Bleisulfid, Magnetit und Kohlenstoff (die hydrophob sind), wobei bei all diesen Materialien die Trennung durch relativ feine Kapillare erfolgt (d.h. im allgemeinen rohrförmige Volumen mit einem hohen Verhältnis von Länge zu Durchmesser); im Gegensatz dazu wird bei den erfindungsgemäßen Verfahren und Vorrichtungen eine feine Trennvorrichtung verwendet, bei welcher das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der offenen Zwischenräume im Bereich von gut 1 : liegt. Trotzdem lassen die durchgeführten Versuche eher den Schluß zu, daß ein ähnlicher physikalischer ProzeßSeen in the larger context, the explanation for this type of process in the oleophilic hydrophobic Property of the silicone resin coating are sought. Small water droplets take effect from the filter layer repelled until the flow rate (and therefore the pressure) becomes so large (almost three times the normal FIfeßgeschwindke 11) that the whole process collapses. In a publication by the Selas Company, Philadelphia, Pennsylvania, USA entitled "Physical seperations of immiscible fluids through porous materials by means, of surface and interfacial tension "from October 1943 an effect that has some resemblance to the one before has described and also by different types Moisturizing properties results, discussed. In particular, refer to Fig. 1 of this publication Page 9, which shows how the mechanics of surface and interfacial tension in Separation of the indelible liquid phases over the critical pressure collapse. Self-consciously concerned Selas Company deals with porous materials such as plaster of paris, glass, and porcelain (which are hydrophilic) Lead sulfide, magnetite and carbon (which are hydrophobic), with all of these materials separating by relative fine capillary is made (i.e. generally tubular Volume with a high ratio of length to diameter); in contrast, in the case of the invention Methods and apparatus a fine separator used, in which the ratio of length to diameter of the open spaces is in the range of a good 1: lies. Nevertheless, the experiments carried out tend to be less concluded that a similar physical process

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!η der Praxis auftreten kann.! η can occur in practice.

Mit Bezug auf. die schematischen Querschnitte und Draufsichten der Trennungsvorrfchtung aus den Fig. 2 und 3 kann festgestellt werden, daß unter der Voraussetzung, daß die Fließgeschwindigkeit oder der Druck der Flüssigkeitsmischung (d.h. auf der rechten Seite von FIg. 2) nicht zu groß Ist, die nasse Phase (im bevorzugten Beispiel der Flugzeugbrennstoff) entlang den befeuchteten Grenzen der Trennvorrichtung in die offenen Zwischenräume zwischen den Teilen der Trennvorrichtung und so auf die andere Seite fließt, selbst wenn ein wesentlicher Abfall der diskontinuierlichen Phase (d.h. Wasser in der bevorzugten Anordnung) über den offenen Zwischenräumen In der Trennvorrichtung liegt, wie es in Fig. 2 dargestellt Ist. Es besteht die Tendenz, daß das Wassertröpfchen von der Trennvorrichtung in genau der gleichen Art wie auf den Seiten 8 und 9 der Veröffentlichung der Selas Company beschrieben, abgestoßen wird. Die Wassertröpfchen, die beispielsweise bei 9 In den FIg, 2 und 3 von den Zwischenräumen der Trennvorrichtung abprallen, wie es bei einer Vorführung beobachtet wurde, lassen die Theorie glaubwürdiger erscheinen.Regarding. the schematic cross-sections and plan views the separation device from FIGS. 2 and 3 can be determined that provided that the flow rate or pressure of the liquid mixture (i.e. on the right hand side of Fig. 2) is not Too great is the wet phase (in the preferred example the aircraft fuel) along the humidified boundaries of the Separator in the open spaces between the Divide the separator and so on to the other side flows even if there is a substantial drop in the discontinuous phase (i.e. water in the preferred arrangement) over the open spaces in the separator is as shown in FIG. There is the Tendency that the water droplets from the separator in exactly the same manner as described on pages 8 and 9 of the Selas Company publication will. The water droplets, for example at 9 In Figs. 2 and 3 of the spaces between the separating device bounce off, as observed during a demonstration, make the theory seem more believable.

Da das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Zwischenräume in der Trennvorrichtung sehr viel geringer ist, als das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Kapillare bei der Anordnung der Selas Company, ist hinsichtlich eines direkten Vergleichs Vorsicht geboten. DarüberhInaus stellt die Geometrie der Zwischenräume In der erf Indungsgemäßen Trennvorrichtung eine Ml ηi-Venturi röhre dar. Es wird angenommen, daß der Druckabfall im Hals der Venturieröhre derart Ist, daß bei relativ niedrigen Fließgeschwindigkeiten und niedrigem Druck die befeuchtete kontinuierliche Phase durch dI θ>ZwIschenräume durchgezogen wird. Bei gesteigertem Fließen wird der Venturi-Effekt bis zu dem Punkt verstärkt. Since the length to diameter ratio of the interstices in the separator is much less than the length to diameter ratio of the capillary in the Selas Company assembly, caution should be exercised in making a head-to-head comparison. In addition, the geometry of the interstices in the separating device according to the invention represents a Ml ηi-Venturi tube. It is assumed that the pressure drop in the throat of the venturi tube is such that at relatively low flow rates and low pressure the humidified continuous phase through dI θ> interstices is pulled through. With increased flow, the venturi effect is amplified to that point.

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wo der Wassertropfen 9 ebenfalIs In den Hals gezogen wird und die Trennvorrichtung lawinenartig zusammenbricht.where the drop of water 9 is also drawn into the throat and the separator collapses like an avalanche.

Da die Zwischenräume In der Trennvorrichtung In der Draufsicht nahezu quadratisch sind (Flg. 3), werden durch die Ecken des Quadrats wesentliche Bereiche für die befeuchtete Phase geschaffen, sogar bei einer wesentlichen Größe des Wassertropfens 9, um durch die Zwischenräume hindurchzugehen.Since the gaps in the separator In the Are almost square (Fig. 3), the corners of the square become essential areas for created the moistened phase, even at a substantial one Size of the water droplet 9 to get through the spaces to go through.

Die vorstehende etwas theoretische Abhandlung soll nicht mehr als eine versuchsweise Erklärung des stattfindenden physikalischen Prozesses sein. Wahrscheinlich Ist, daß das Verhältnis zwischen der TrennvorrIchtungsöffnungsbrelte und dem Trennvorrichtungs-Faser-Durchmesser eine Auswirkung hat, was vielleicht spätere wissenschaftliche Untersuchungen ergeben könnte η.The preceding somewhat theoretical treatise is not intended more than a tentative explanation of what is taking place physical process. It is likely that the relationship between the separator port size and the cutter fiber diameter have an effect has what maybe later scientific research could result in η.

Ein weiterer Unterschied Im Betrieb einerseits mit dem neuen Fi I terkoa I eszer und dem früher bekannten FiIterkoaIeszer mit PFLE beschichtetem Stahlsieb kann dadurch verdeutlicht werden, daß Test-FIIter-KoaIeszer einem hydraulischen Schock ausgesetzt werden (beispielsweise entsprechend dem durch die Testreihen des Amerikanischen Petroleum Instituts festgelegten Verfahrens,nach dem ein hydraulischer Schock durch An- und Ausschalten der Haupt-Brennstoff pumpe erzeugt wird). Auch hierbei ergibt sich ein deutlicher Unterschied zwischen dem von den beiden Einheiten bewirkten KoaIeszenz-Effekt. Bei der Erzeugung eines hydraulischen Schocks auf die mit PFLE beschichtete Stahl-Siebe steigt der Wassergehalt Im Durchfluß unmittelbar an. Dieser verstärkte Wasserdurchgang schwächt sich auch nicht etwa anschließend wieder ab, wenn danach normale Bedingungen wiederhergestellt sind. Dies legt die Vermutung nahe, daß die PFLE-OberfIäche vom Brennstoff nlctft bevorzugterweise befeuchtet wird, wie es derAnother difference in operation on the one hand with the new FiIterkoaIeszer and the previously known FiIterkoaIeszer with PFLE-coated steel sieve can be made clear by the fact that Test-Filter-KoaIeszer are exposed to a hydraulic shock (for example according to the test series of the American Petroleum Institute specified procedure according to which a hydraulic shock is generated by switching the main fuel pump on and off). Here, too, there is a clear difference between the coalescence effect brought about by the two units. In the production of a hydraulic shock on the coated PFLE steel sieves of the water content in the effluent increases immediately. This increased water passage does not weaken again afterwards, if normal conditions are restored afterwards. This suggests that the PFLE surface is not preferably moistened by the fuel, as is the case with the

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Fall wäre, wenn die Abschwächung schnell vonstatten ginge und sich der Wassergehalt im Ausfluß Im wesentlichen wieder auf den vorherigen Wert einstellen würde. In Wirklichkeit wird durch die beobachteten Resultate das Gegenteil nahegelegt, nämlich, daß, wenn schon Irgendetwas angefeuchtet wird, dann sogar vorzugsweise die PFLE-OberfIäche vom Wasser. Im Gegensatz dazu Ist bei der Verwendung einer vergleichbaren Einheit, die gemäß der vorliegenden Erfindung mit
der neuen Trennvorrichtung In der Filterpatrone ausgestattet ist, und ähnliche hydraulische Schocks angewendet werden, zwar auch ein anfängliches kleines Zunehmen des Wasserdurchganges feststellbar, jedoch ist dieser kleiner und
wird schnell auf den vor der Beeinflussung durch den
hydraulischen Schock liegenden Wert von selbst zurückgeführt. Dies kann als Anzeichen dafür genommen werden,
daß die neue sI I IkonbehandeI te NyIon-TrennvorrIchtung
Im wesentlichen bevorzugt vom Brennstoff befeuchtet wird. This would be the case if the attenuation took place quickly and the water content in the outflow would essentially return to the previous value. In reality, the results observed suggest the opposite, namely that if anything is moistened, then preferably the PFLE surface of the water. In contrast, when using a comparable unit that according to the present invention with
of the new separating device is equipped in the filter cartridge, and similar hydraulic shocks are applied, an initial small increase in the water passage can also be determined, but this is smaller and
will quickly respond to the before being influenced by the
hydraulic shock is returned by itself. This can be taken as an indication that
that the new sII IkonbehandI te NyIon separating device
Is substantially preferably moistened by the fuel.

Stochwort:Keyword:

"Wasserabscheidung aus Treibstoff""Water separation from fuel"

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Claims

Patent attorneys Dipl. "Ing. Joachim SfraSSS M-nchpr. ¥ \ m U *» · ** · UfLwhAtil ^ i + ^ fcif rAM rsr% Te ·. (O89) «i2398 Tel. (O6181) 24383 üropeän Patent Office Ulm ΠαΠ5 * Π6ΓΟ6Π ΟΪΟίΤΤ ^^ ΟΠ Kar? L "ΤβΊχ522Τ = 4 ΤβΙβχ4184782 FRAM EUROPE LIMITED k. May 1979 Llantrisant, Pontyclun, 11 8 ^ 8 Mid Glasmorgan, Wales. Great Britain method and apparatus for separating claims:

1.) Process for at least partial separation of the discountable Phase of a liquid mixture of two unmixable fibers Components, dadurc'h marked, that the mixture is fed to one side of a filter layer (8) which has a material at least on its surface which is practically preferred by the continuous phase of the mixture compared to the discontinuous phase is moistened so that the continuous phase passes completely through the filter layer (8) on the other side, while the discontinuous phase tends to remain on this one (front) side of the filter layer (8) and to unite.

2.) The method according to claim 1, characterized that the liquid mixture of a contaminated hydrocarbon fuel and as a discontinuous one Phase consists essentially of Uasser.

3.) Process according to claims 1 or 2, characterized that the filter layer (8) made of a synthetic Kunststaffmaterial with a crosswise silica resin coating is formed.

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4.) The method according to claim 3, characterized that the filter layer (8) is formed from nylon with a coating that consists of an organic Poly-siloxane by catalysis by means of an organometallic Made of salt.

5.) Filter coalescer for performing the V / method according to claim 1 and for at least partial separation of a hydrophilic component, which is the discontinuous phase and a liquid mixture of the hydrophilic component, the filter coalescer having a filter layer, characterized in that the filter layer (8) is hydrophobic at least on the surface Has material that is practically preferably wettable by hydrophobic liquids, so that the hydrophobic continuous phase of the mixture completely through the filter layer (B) can get to the other side, while the discontinuous, hydrophilic phase tends to be on this first side of the filter layer to remain and to unite.

6.) Filter coalescer according to claim 5, characterized in that g e *?. "■ indicates that a suspension has a pair of axial end caps (3) and a roughly perforated cylindrical Support shell (1,2) has that the filter layer (B) consists of a wrapped, finely perforated, cylindrical There is a filter screen (8) which is arranged between the end caps (3) that the cylindrical Support shell (1,2) to support the finely perforated cylindrical filter screen (8) is used, and that the finely perforated The filter screen (8) is coated with a material that is hydrophobic compared to the hydrophilic Material is practically preferably wettable.

7.) Filter coalescer according to claim 6, characterized in that the filter layer (8) consists of a synthetic plastic material that

is coated with silicone resin crosswise. 909850/0589

8.) Filter coalescer according to claim 7, characterized in that that the synthetic plastic material Nylon is and the coating is made of organic poly-siloxane, which is made from the organometallic salt is applied catalytically.

9 ·) Filter coalescer according to one or more of claims 5 to 8, characterized in that the filter (8) within a tank or housing on a deep place is arranged to receive the separated water, the material of the filter layer (8) at least superficially preferred by a fuel or Dl and less can be moistened by water and that the filter (8) is arranged to the contaminated liquid in such a way that it can be fed to one side of the filter layer (B), wherein the fuel or oil completely or almost completely penetrates through the filter layer (B) to the other side, while the water is on one side of the filter layer (B) remains behind, combines there and drips off into a lower-lying part in order to be peeled off from there to be.

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